JP2004191861A - Binoculars system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、双眼鏡装置に関する。さらに詳しくは、双眼鏡装置の観察光学系で捕らえた観察光を撮像する撮像手段を内蔵する双眼鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
双眼鏡装置で遠方の風景や建物等の観察対象物を観察しているときに、観察対象物を画像として記録しておきたいという場合がある。このような要求を満たす双眼鏡装置として、例えば、特許文献1(特開平11−64740号公報)あるいは特許文献2(特開平11−112851号公報)等には、撮像機能を付加した双眼鏡装置が開示されている。
【0003】
この撮像機能を備えた双眼鏡装置は、一方の観察光学系の第一結像面位置における観察光を撮像素子により捕らえるようにしたものである。
【0004】
また、この双眼鏡装置は、左右一対の観察光学系を、これらの光学系の中間に配設された軸部の周りに、回転可能に保持している。そして、観察光学系を軸部の周りに回転させることにより左右の観察光学系の間隔を変化させることができる。そのため、双眼鏡装置を使用する者(観察者)は、観察光学系を軸部の周りに回転させて、左右の観察光学系の間隔を両眼の間隔に合わせることができるようになっている。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−64740号公報 (第1図)
【特許文献2】
特開平11−112851号公報 (第1図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撮像素子を備えた双眼鏡装置においては、観察光学系を軸部の周りに回転すると、撮像素子も観察光学系とともに軸部の周りに回転し、撮像素子の横方向(撮像素子の上辺と下辺に平行な方向)が水平面に対して傾く。そのため、撮像素子で撮影された観察対象物の画像をそのままモニタ表示画面で再生すると、表示された画像の水平方向が、モニタ表示画面の横方向(モニタ表示画面の上辺と下辺に平行な方向)に対して傾いた違和感のある画像となってしまう。
【0007】
そこで、本発明は、観察光学系が軸部の周りに回転され、撮像素子の横方向が水平面に対して傾いた状態で撮像が行われたときに、モニタ表示画面に表示される画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向との傾きが少なくなるように、撮像素子の画像データを補正する双眼鏡装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の双眼鏡装置は、左右の観察光学系がこれらの観察光学系の光軸に平行な軸の周りに相対的に回転可能とされ、少なくとも一方の観察光学系に観察光を撮像する撮像素子を備える双眼鏡装置において、撮像素子を備える一方の観察光学系の回転基準位置からの回転角度を検出する回転角検出手段と、撮像素子で撮影された画像の画像データを補正する画像補正手段とを備え、画像データの補正は、補正後の画像データに基づく画像が、撮像素子で撮像された画像に対して、回転角検出手段により検出された回転角の角度だけ回転した画像となる処理であることを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、補正された画像データに基づいて表示されるモニタ表示画面の画像の水平方向が水平面となす傾きの角度を、観察光学系の回転基準位置からの回転角度に比べて小さくすることができる。つまり、観察光学系が軸の周りに回転させられ、撮像素子が傾いた状態とされても、モニタ表示画面に表示される画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向との傾きを小さくすることができる。
【0009】
請求項2記載の双眼鏡装置は、画像補正手段について、画像データの補正が、撮像素子の撮像面の対角線に対し、対角線が回転角検出手段により検出された回転角の角度を有している画像を、撮像素子の撮像面から切り出す画像の切り出し処理であることを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、切り出し処理された画像の画像データに基づいて表示されるモニタ表示画面の画像の水平方向が水平面となす傾きの角度を、観察光学系の回転基準位置からの回転角度に比べて小さくすることができる。つまり、観察光学系が軸の周りに回転させられ、撮像素子が傾いた状態とされても、モニタ表示画面に表示される画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向との傾きを小さくすることができる。
【0010】
請求項3記載の双眼鏡装置は、画像補正手段について、画像データの補正が、撮像素子で撮像された画像を、回転角検出手段により検出された回転角の角度だけ回転させる画像の回転処理であることを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、回転処理された画像の画像データに基づいて表示されるモニタ表示画面の画像の水平方向が水平面となす傾きの角度を、観察光学系の回転基準位置からの回転角度に比べて小さくすることができる。つまり、観察光学系が軸の周りに回転させられ、撮像素子が傾いた状態とされても、モニタ表示画面に表示される画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向との傾きを小さくすることができる。
【0011】
請求項4記載の双眼鏡装置は、回転角検出手段が、エンコーダであることを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、回転角度の検出を簡易な構成で行うことができる。
【0012】
請求項5記載の双眼鏡装置は、エンコーダが、軸の側に備えられた導電パターン部と、この導電パターン部に接触しながら観察光学系の回転に従って回転する接触子を有していることを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、エンコーダを簡易な構成とすることができる。
【0013】
請求項6記載の双眼鏡装置は、回転角検出手段が、左右の観察光学系のいずれか一方の光路内に光軸を回転軸として回転可能に備えられる指標体と、この指標体の回転に従って回転する導電パターン部と指標体が備えられる観察光学系を保持する鏡筒の側に備えられ導電パターン部に接触する接触子を有するエンコーダとを備えることを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、指標体を回転させることで、撮像素子を備える観察光学系の回転基準位置からの回転角度を検出することができる。
【0014】
請求項7記載の双眼鏡装置は、左右の観察光学系がこれらの観察光学系の光軸に平行な軸の周りに相対的に回転可能とされ、少なくとも一方の観察光学系に観察光を撮像する撮像素子を備える双眼鏡装置において、撮像素子が水平面に対して回転したとき、その回動を検知した信号を受け撮像素子で撮像された画像から前記水平面と平行な枠で囲まれた画像を切り出す処理を行う画像補正手段を有してなることを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、撮像素子を備える観察光学系が軸の周りに回転しても、切り出し処理された画像は、画像の中の水平方向が水平面に対して水平になっている。そのため、この画像をモニタ表示装置に表示したときにも、表示画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向とが平行になっている。
【0015】
請求項8記載の双眼鏡装置は、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の双眼鏡装置において、撮像手段が、一方の観察光学系の第一結像面位置と、この一方の観察光学系の光路から退避した退避位置とに変位することを特徴とする。双眼鏡装置をこのように構成することで、観察光学系を撮像用と観察者が直接観察対象物を観察する観察用に兼用することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1から図13を参照しながら説明する。なお、図12、図13は、本発明の第2の実施の形態であり、まず図1から図11に基づいて第1の実施の形態の双眼鏡装置について説明する。
【0017】
図1には、本発明の第1の実施の形態にかかる双眼鏡装置1の外観が示されている。また、図2から図11には、この双眼鏡装置1の内部の構造が示されている。
【0018】
以下の説明においては、双眼鏡装置1の観察対象物側を前方、観察者側を後方とする。そして、後方から前方を見て、右手側を右側、左手側を左側として説明する。つまり、図1から図4については、図面の左方向を前方、右方向が後方になる。また、図5から図8については、双眼鏡装置1を後方側から見た図として描いている。
【0019】
双眼鏡装置1は、筐体2により外郭が形成されていて、この筐体2は、左右一対の鏡筒2Rと鏡筒2Lを備えている。図2に示されるように鏡筒2Rには観察光学系3Rが、また鏡筒2Lには観察光学系3Lがそれぞれ保持されている。
【0020】
観察光学系3Rは、対物光学系3Ra、正立光学系3Rb、接眼光学系3Rcとを有して構成されている。また、他方の観察光学系3Lも対物光学系3La、正立光学系3Lb、接眼光学系3Lcとを有して構成されている。
【0021】
双眼鏡装置1の前方に存在する観察対象物からの観察光は、左右の対物光学系3Ra、3Laにそれぞれ入射し、正立光学系3Rb、3Lbを通って接眼光学系3Rc、3Lcから出射する。観察者は、接眼光学系3Rc、3Lcを左右の瞳でそれぞれ覗き込むと、観察対象物を双眼観察することができる。
【0022】
対物光学系3Raに入射した観察光は、正立光学系3Rbと接眼光学系3Rcとの間に位置する第一結像面位置Maに一旦結像し、他方の対物光学系3Laに入射した観察光も、正立光学系3Lbと接眼光学系3Lcとの間に位置する第一結像面位置Mbに一旦結像する。そしてこの第一結像面位置Ma、Mbに結像した観察光は、接眼光学系3Rc、3Lcを通過し、後方に出射する。凸レンズとなる接眼光学系3Rc、3Lcの焦点位置は、それぞれ第一結像面位置Ma、Mbに一致させられている。したがって、観察者は、第一結像面位置Ma、Mbに結像した観察光を、接眼光学系3Rc、3Lcにより拡大して観察することになる。
【0023】
正立光学系3Rb、3Lbは、対物光学系3Ra、3Laによって左右上下が反転される像を、第一結像面位置Ma、Mbにおいて正立した状態にして結像させる役目を果たすものである。例えば、像の上下を反転させるポロプリズムと像の左右を反転させるポロプリズムとを組み合わせて構成する。
【0024】
ここで、観察光学系3Rの光軸をXR、観察光学系3Lの光軸をXLとするとともに、観察光学系3Rの光路を観察光路R、観察光学系3Lの光路を観察光路Lとして以下の説明を行う。
【0025】
対物光学系3Ra、3Laは、焦点調節装置4の調節つまみ5を左右方向、つまり、図1に示す矢印の方向に回転させると、この回転方向に対応して、それぞれ光軸XRと光軸XLに沿って前後に変位する。つまり、調節つまみ5を回転操作して対物光学系3Ra、3Laを前後に変位させることにより、双眼鏡装置1から任意の距離にある観察対象物からの観察光を、各対物光学系3Ra、3Laの第一結像面位置Ma、Mbに結像させることができる。
【0026】
焦点調節装置4は、前述の調節つまみ5と、対物光学系3Ra、3Laを保持する対物光学系保持体6と、調節つまみ5を筐体2に支持する支持体2aとから構成されている。対物光学系保持体6は、対物光学系3Ra、3Laをそれぞれ保持する円形の対物光学系保持枠7、8を有し、前方あるいは後方から見たときの形状が、眼鏡枠形状をしている。対物光学系保持枠7と対物光学系保持枠8とは連結部9で連結されている。
【0027】
調節つまみ5の前面には、外周にねじ部が形成されているねじ軸10が調節つまみ5と一体的に設けられている。この調節つまみ5は、一体的に設けられているねじ軸10が光軸XR、XLに平行な状態となるように支持体2aに支持されている。ねじ軸10と連結部9とは、ねじ結合していて、調節つまみ5を図示矢印の方向に回転させると、対物光学系保持体6は、ねじ軸10にリードされながら調節つまみ5の回転方向に対応して、前後に変位する。そのため、上述のように、調節つまみ5を回転操作して観察対象物からの観察光が第一結像面位置Ma、Mbに結像するように、対物光学系3Ra、3Laを変位させることができる。
【0028】
対物光学系保持枠7の右側は鏡筒2Rに形成されたガイド部11にガイドされている。また、対物光学系保持体8の左側は鏡筒2Lに形成されたガイド部12にガイドされている。つまり、対物光学系保持体6は、ガイド部11とガイド部12により前後方向のみに移動可能にガイドされている。したがって、対物光学系保持体6はガイド部11とガイド部12にガイドされているため、調整つまみ5を回転させたときに、ねじ軸10の回転に引きずられてねじ軸10の周りに回転してしまうことなく、光軸XR、XLに沿って変位することができる。
【0029】
双眼鏡装置1は、観察光学系3Rの第一結像面位置Maに結像する観察光を撮像する撮像ユニット13を備えている。この撮像ユニット13は、撮像手段としての電荷結合素子(以下CCDという)14と、このCCD14が直接実装されたプリント基板15と、このプリント基板15が取り付けられるCCD支持板16とを備えて構成されている。
【0030】
鏡筒2Rの上面には、光軸XRに直交する方向に延びる案内溝17が形成されている。CCD支持板16の上端縁部には、案内溝17に係合するガイド突起16aが設けられている。ガイド突起16aの上端部は、案内溝17を貫通して鏡筒2Rの上面から突出していて、CCD支持板16の操作部16bとして形成されている。この操作部16bを案内溝17に沿ってスライド操作することにより、CCD14を左右に変位させることができる。
【0031】
図3は、CCD14が観察光を遮らないように観察光路Rから退避した位置にある状態を示している。撮像ユニット13がこの状態にあるときには、観察光は、接眼光学系3Rcに導かれ、観察者の眼に入る。すなわち、観察者が接眼光学系3Rcを覗き観ると、観察光学系3Rを介して観察対象物を観察することができる。
【0032】
一方、図4は、CCD14が、観察光路Rに挿入され、第一結像面位置Maと重なる位置に挿入された状態を示している。撮像ユニット13がこの状態にあるときは、CCD14の撮像面には対物光学系3Ra、正立光学系3Rbを介した観察光が結像する。
【0033】
CCD支持板16の上縁部には凸部16c(図5参照)が形成されている。また、図5に示されるように鏡筒2Rの内側面には、凸部16cに係合する凹部18と凹部19が形成されている。CCD支持板16が、図3および図5に示すように観察光路Rから退避した位置に在るときには、凸部16cは凹部18に係合する。CCD支持板16が、図4および図6に示すように第一結像面位置Maと重なる位置に在るときには、凸部16cは凹部19に係合する。凸部16cが、凹部18および凹部19に係合し、位置決め固定されするため、CCD支持板16が、図3に示す観察光路Rから退避した位置に在るときや,図4に示す第一結像面位置Maに挿入された位置(第一結像面位置Maと重なる位置)にあるときに、双眼鏡装置1が傾いたり振動しても、CCD支持板16が左右方向に移動してしまうことがない。
【0034】
なお、凸部16cと凹部18および凹部19との係合は、いわゆるクリック機構に相当するものである。
【0035】
撮像ユニット13を図3に示す状態から図4に示す状態にするには、操作部16bを左方にスライド操作する。この際、操作部16bのスライド操作は、CCD支持板16の凸部16cと凹部18の係合力に抗して行うことになる。
【0036】
鏡筒2Rと鏡筒2Lは、光軸XRと光軸XLから等距離にかつ平行な軸となっている軸部20に取り付けられている。なお、この軸部20は、ねじ軸10と同一の軸上に形成されているが、互いに独立した部材となっている。つまり、ねじ軸10は、軸部20と独立して調節つまみ5の回転操作により回転できるようになっている。
【0037】
鏡筒2Lは、軸部20に固定的に取り付けられている。一方、他方の鏡筒2Rは、軸部20の周りに回転できるように取り付けられている。そのため、図7に実線と点線で示めすように、鏡筒2Rを軸部20の周りに回転させると、鏡筒2Rと鏡筒2Lが軸部20を挟む角度が変わり、接眼光学系3Rcと3Lcの光軸間の距離Dを変えることができる。観察者は、鏡筒2Rを軸部20の周りに回転させて距離Dを観察者の両眼の間隔に合わせることができる。
【0038】
双眼鏡装置1は、概ね水平に使用されるのが通常の使い方である。したがって、本実施の形態の説明は、双眼鏡装置1が水平な状態にあるときを説明している。
【0039】
例えば、上述の図7の実線と点線の状態は、図面では(見掛け上は)、軸部20に対して鏡筒2Rと鏡筒2Lがそれぞれ同じ角度回転しているように描かれているが、軸部20に対しては鏡筒2Rだけが回転している。つまり、図7では、鏡筒2Rを時計方向(後方から見て右回)に回転しながら、双眼鏡装置1を、軸部20を中心にして、鏡筒2Rが軸部20の周りに回転した回転角度の半分だけ、反時計方向(後方から見て左回)に回転させている。そのため、双眼鏡装置1は水平な状態を保ったまま、鏡筒2Rと鏡筒2Lが、軸部20を回転中心として互いに反対周りに同じ角度回転しているように見える。
【0040】
双眼鏡装置1を水平にした状態のまま、鏡筒2Rを軸部20の周りに反時計方向に回し切った状態、つまり、鏡筒2Rと鏡筒2Lが軸部20を挟む角度が一番大きくされた状態のときに、CCD14の横方向(CCD14の上辺と下辺に平行な方向)が水平面と平行になるように、CCD14は鏡筒2R内に取り付けられている。
【0041】
以下の説明において、双眼鏡装置1を水平にした状態で、CCD14の横方向が水平面と平行になる鏡筒2Rの軸部20を回転の中心とする回転位置を鏡筒2Rの回転基準位置という。
【0042】
軸部20には、図8に示すように半円筒形の導電パターン取付体21が取り付けられている。そしてこの導電パターン取付体21の円筒面には図9に示すパターンの導電パターン21Aが設けられている。この図9に示す導電パターン21Aは、導電パターン取付体21の円筒面に沿って備えられているものを平面に展開した状態を表している。
【0043】
導電パターン21Aには、4つの導電部のパターン列が設けられている。すなわち、図9の最上方に最も長い1つの導電部21aを有する第1の導電部パターン列21Paが、その下方には略半分の長さの1つの導電部21bを有する第2の導電部パターン列21Pbが、その下方には間隔を空けて2つの導電部21cを有する第3の導電部パターン列21Pcが、最下方には間隔を空けて4つの導電触部21dを有する第4の導電部パターン列21Pdが設けれている。
【0044】
鏡筒2Rには、導電パターン21Aの各導電部パターン列21Pa、21Pb、21Pc、21Pdに接触する接触子22が取り付けられていている。鏡筒2Rを軸部20の周りに回転すると、この接触子22も鏡筒2Rとともに軸部20の周りに回転し、導電パターン取付体21の周面を円周方向に沿って摺動する。つまり、鏡筒2Rを軸部20の周りに回転すると、接触子22は、図9に示す導電パターン21Aを左右方向に摺動する。
【0045】
接触子22は、4つの接点22A、22B、22C、22Dを有している。接点22Aは、第1の導電部パターン列21Paに対応し、接点22Bは、第2の導電部パターン列21Pbに対応し、接点22Cは、第3の導電部パターン列21Pcに対応し、接点22Dは、第4の導電部パターン列21Pdに対応している。そのため、接触子22が、導電パターン21Aを左右方向に移動すると、接点22A、22B、22C、22Dと導電パターン21Aの導電部パターン列21Pa、21Pb、21Pc、21Pdとが接触するかしないかの接触パターンが変わる。本実施の形態においては、導電パターン21Aの導電部パターン列21Pa、21Pb、21Pc、21Pdと接点22A、22B、22C、22Dの接触パターンは、θ0、θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6、θ7の8つの接触パターンになっている。
【0046】
なお、各導電部21a、21b、21c、21dの長さは、7:4:2:1となっている。よって、第1から第4の導電部パターン列21Pa、21Pb、21Pc、21Pdを4ビットの各ビットと考え、各導電部21a、21b、21c、21dと各接点22A、22B、22C、22Dとが接触したときに各ビットが「1」と判断するようにすると、θ0は「0000」、θ1は「1111」、θ2「1110」、θ3「1101」、θ4「1100」、θ5「1011」、θ6「1010」、θ7「1001」となる。すなわち、10進法にするとθ0は=0、θ1=15、θ2=14、θ3=13、θ4=12、θ5=11、θ6=10、θ7=9となる。
【0047】
鏡筒2Rを軸部20の周りに回転すると、鏡筒2R内に保持されているCCD14も一緒に軸部20の周りに回転する。したがって、双眼鏡装置1を水平にした状態を保ちながら、鏡筒2Rを回転基準位置から時計方向に軸部20の周りに回転すると、CCD14の横方向は、右側が下側に傾いた状態となる。なお、鏡筒2Rが回転基準位置から時計方向に軸部20を回転中心として回転した回転角度は、CCD14の横方向が水平面に対して傾いている角度と等しい。
【0048】
鏡筒2Rの時計方向への回転に伴って、接触子22は、導電パターン21Aをθ0からθ7まで摺動する。そして導電パターン21Aからは、接触子22の接点22A、22B、22C、22Dとの接触パターンに応じた信号が画像補正手段としての画像演算プロセッサ232を有する画像演算処理装置23に出力される。導電パターン21Aから出力される信号は、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転の中心として時計方向に回転させられた回転角度に対応した信号となっている。
【0049】
本実施の形態では、鏡筒2Rは、回転基準位置から軸部20の周りに軸部20に対して相対的に64度回転できるようになっている。そして、鏡筒2Rが軸部20の周りに回転したときの回転位置と接触パターンθ0からθ7との対応は次のようになっている。鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20の周りに軸部20に対して相対的に回転した角度が0度から8度の範囲ではθ0に、8度から16度の範囲ではθ1に、16度から24度の範囲ではθ2に、24度から32度の範囲ではθ3に、32度から40度の範囲ではθ4に、40度から48度の範囲ではθ5に、48度から56度の範囲ではθ6に、56度から64度の範囲ではθ7に対応している。
【0050】
なお、鏡筒2Rが回転できる角度は、64度に限られるものではなく、距離Dや軸部20と光軸XRおよび光軸XLとの距離などにより適宜に設定する。また、導電パターン21Aと接触子22の接触パターンの数を増やせば、精度の高い角度検出をすることができる。さらに、導電パターン21Aと接触子22の接触パターンが検出する角度の範囲は、上述では均一に8度毎としたが、これを不均一にしてもよい。また、上記の例では、デジタル的に位置信号を抽出しているが、ボリューム等を利用してアナログ的に位置を連続的に検出するようにしてもよい。
【0051】
メインスイッチ24をオン操作して双眼鏡装置1を稼動させ、CCD14が第一結像面位置Maに挿入された状態で、レリーズボタン25をオン操作すると、CCD14で撮像された画像の画像データが、画像演算処理装置23に送られる。
【0052】
CCD14の横方向が水平面に対して傾いているときに撮像した画像の画像データをそのままモニタ表示画面に再生すると、表示された画像の水平方向(画像の中での水平方向)が、モニタ表示画面の横方向(モニタ表示画面の上辺と下辺に平行な方向)に対して傾くため、違和感のある画像が再生される。つまり、鏡筒2Rと鏡筒2Lの距離Dを調整するために回転基準位置にある鏡筒2Rを軸部20の周りに回転すると、CCD14の横方向が水平面に対して傾く。そして、この傾いたCCD14からの画像データをそのままモニタ表示画面に再生すると、上述のように違和感のある画像が再生されてしまう。
【0053】
そこで、画像演算プロセッサ232では、CCD14の画像データについて図10を参照しながら説明する補正を行い、モニタ表示画面に表示される画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向との傾きの程度が小さくなるようにする。つまり、水平面に対して傾いたCCD14の撮像面(実線にて描画)から、水平面と平行な辺を有する点線で示す矩形の画像14Aを切り出す画像の切り出し処理を行う。そして、この画像14Aの画像データを、モニタ表示画面に表示するための補正された画像データとするものである。
【0054】
画像14Aの切り出し処理は次のように行う。
【0055】
まず、CCD14の撮像面の中心M(撮像面の対角線の交点)と左上角の画素14Bを結ぶ仮想線Tを、導電パターン21Aから出力される信号に対応した角度(鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心にとして回転された回転角度、すなわち鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20の周りに軸部20に対して相対的に回転した回転角度の半分の角度)だけ、中心Mの回りに反時計方向に回転させる。
【0056】
そして、この仮想線TがCCD14の撮像面の左側の辺と交差した位置にある画素Aを画像14Aの左上角の画素とする。この画素Aを座標基点(1,1)として、この座標基点を4角形の画像14Aの頂角の一つとし、かつ、CCD14の撮像エリアに内接する四角形の撮像エリアを画像14Aとして切り出す。
【0057】
仮想線Tの回転は、この実施の形態では、次のような考えた方を採用して実施される。すなわち導電パターン21Aからの信号が、接触パターンθ0の信号であるとき、つまり、鏡筒2Rが、回転基準位置から軸部20の周りに、軸部20に対して相対的に回転した角度が8度以内の場合は、鏡筒2Rは、回転基準位置からから回転されていないものとみなす。すなわち、接触パターンθ0の信号(上述の4ビットの信号では「0000」)は、鏡筒2Rが回転基準位置から回転されていないことを示す信号として出力される。したがって、仮想線Tは回転させずに、CCD14に撮像された画像データをそのままモニタ表示画面の画像データとする。
【0058】
接触パターンがθ1からθ7のときの信号は、上述のように鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心として回転された回転角度を表す信号として出力される。つまり、接触パターンθ1からθ7の信号は、各接触パターンがカバーする鏡筒2Rの軸部20に対する相対的な回転角度の範囲の中間の角度の半分の角度だけ、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を中心に回転された信号として出力される。
【0059】
したがって、例えば、鏡筒2Rが、回転基準位置から軸部20に対して相対的に8度から16度の範囲内に回転されている場合は、導電パターン21Aから出力される接触パターンθ1の信号は、鏡筒2Rが8度から16度の中間の12度の半分の6度だけ回転基準位置から軸部20を回転中心して回転された信号として出力される。つまり、鏡筒2Rは、回転基準位置から軸部20に対して相対的に8度と16度の範囲に回転されている場合は、その中間に回転されているものとみなすこととしている。そして、接触パターンθ1の信号は、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心として12度の半分の6度回転されたこととする信号となっている。すなわち、接触パターンθ1の信号である上述の4ビットの信号「1111」は、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心に6度回転されていることを示す信号として出力される。したがって、導電パターン21Aからの接触パターンθ1の信号であるときは、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心にして6度回転されたとして、仮想線Tを6度回転させる。
【0060】
また、鏡筒2Rが、回転基準位置から軸部20に対して相対的に16度から24度の範囲内に回転されている場合は、導電パターン21Aから出力される接触パターンθ2の信号は、鏡筒2Rが16度から24度の中間の20度の半分の10度だけ回転基準位置から軸部20を回転中心して回転された信号として出力される。つまり、鏡筒2Rは、回転基準位置から軸部20に対して相対的に16度と24度の範囲に回転されている場合は、その中間に回転されているものとみなすこととしている。そして、接触パターンθ2の信号は、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心として20度の半分の10度回転されたこととする信号となっている。すなわち、接触パターンθ2の信号である上述の4ビットの信号「1110」は、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心に10度回転されていることを示す信号として出力される。したがって、導電パターン21Aからの接触パターンθ2の信号であるときは、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心にして10度回転されたとして、仮想線Tを10度回転させる。
【0061】
以下同様に、接触パターンがθ3のとき(上述の4ビットの信号が「1101」のとき)は仮想線Tを14度、接触パターンがθ4のとき(上述の4ビットの信号が「1100」のとき)は仮想線Tを18度、接触パターンがθ5のとき(上述の4ビットの信号が「1011」のとき)は仮想線Tを22度、接触パターンがθ6のとき(上述の4ビットの信号が「1010」のとき)は仮想線Tを26度、接触パターンがθ7のとき(上述の4ビットの信号が「1001」のとき)は仮想線Tを30度回転させる。
【0062】
以上のように、画像14Aは、対角線が、CCD14の撮像面の対角線に対し、鏡筒2Rと一体に軸部20を中心に回転する観察光学系3Rの回転基準位置からの回転角度に基づいて回転された画像となっている。
【0063】
なお、仮想線Tの回転角度を、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20の周りに軸部20に対して相対的に回転された角度の半分とするのは、次の理由による。
【0064】
前述したように、眼鏡装置1を水平にした状態を保ちながら、鏡筒2Rを軸部20の周りに回転させると、軸部20に固定されている鏡筒2Lも見かけ上、軸部20の周りに回転する。そのため、CCD14の横方向が水平面に対して傾く角度は、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20の周りに軸部20に対して相対的に回転した回転角度の半分となるからである。
【0065】
なお、上述の例では鏡筒2Rは、接触パターンで検出される回転範囲の中間の位置に回転されているものとみなして、仮想線Tの回転角度を決定していたが、鏡筒2Rが、各回転範囲の最大の値、あるいは最小の値などの回転位置に回転されているものとみなして、この角度に基づいて仮想線Tの回転角度を決定してもよい。
【0066】
本実施の形態では、鏡筒2Rの回転位置の検出を導電パターン21Aの接触パターンθ0からθ7の8段階としているため、仮想線Tの回転角度と実際の鏡筒2Rの回転角度とが一致しない場合がある。
【0067】
そのため、画像14Aをモニタ表示画面に表示したときに、表示された画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向とが正確に平行にならない場合がある。しかしながら、本実施の形態のように、鏡筒2Rの軸部20を中心にした回転基準位置からの回転角度を0度、6度、10度、14度、18度、22度、26度、30度のように、数度の精度で検出できれば、画像の鑑賞には大きな違和感はない。
【0068】
すなわち、実際の水平面との差は、2度または4度であり、大きな差としては現れてこない。つまり、鏡筒2Rの軸部20を回転中心とした回転基準位置からの実際の回転角度が0度から4度の範囲にあるときは、鏡筒2Rの回転基準位置からの回転角度を0度として検出するため、仮想線Tの回転角度と鏡筒2Rの回転角度との差は、最大で4度である。
【0069】
また、鏡筒2Rの軸部20を回転中心とした回転基準位置からの実際の回転角度が4度から8度の範囲にあるときは、鏡筒2Rの回転基準位置からの回転角度を6度として検出するため、仮想線Tの回転角度と鏡筒2Rの回転角度との差は、最大で2度である。
【0070】
鏡筒2Rの以降の回転範囲、つまり鏡筒2Rの軸部20を回転中心とした回転基準位置からの実際の回転角度が8度から12度、12度から16度、16度から20度、20度から24度、28度から32度の範囲においても同様に、仮想線Tの回転角度と鏡筒2Rの回転基準位置からの実際の回転角度との差は、最大で2度である。
【0071】
なお、導電パターン21Aと接触子22との接触パターンを増やしたり、回転角検出手段としてボリューム等を利用して、鏡筒2Rの回転基準位置からの回転角を精度高くあるいは連続的に検出することにより、モニタ表示画面に表示された画像14Aの水平方向とモニタ表示画面の横方向とのなす角を、より小さくし、さらには一致させることができる。また、画像データの補正に際しては、単純補間法、バイキュービック法といった画像処理補間手法を併用してもよい。
【0072】
画像演算プロセッサ232で補正された画像データは、画像メモリ26に記録される。そして、この記憶された画像データは、外部接続端子27を介して、図示外のモニタ表示画面に表示することができる。なお、モニタ表示画面に画像を表示する際にコンピュタを介して、画像の色調などを補正して表示することもできる。
【0073】
CCD14から切り出された画像14Aのアスペクト比(画像の縦横比)は、CCD14の撮像面のアスペクト比と一致していない。また、切り出された画像はCCD14の画素数より少なくなっている。そのため、画像演算処理装置23では、モニタ表示画面に表示される画像のアスペクト比と表示画素数を、CCD14の画像と同じアスペクト比と画素数と同じになるように、画像データを補正する伸張補間処理を行ったあと、画像メモリ26に記憶を行う。もちろん、伸張補間処理を行うことなく画像メモリ26に記憶してもよい。
【0074】
次に画像演算処理装置23における画像データの処理について図11を参照しながら説明する。
【0075】
CCD14から出力された画像データは、アナログ信号処理部231において、A/D変換されて画像演算プロセッサ232に出力される。
【0076】
この画像演算プロセッサ232は、A/D変換された画像データを露出制御演算、ホワイトバランス処理、ガンマ処理などを行い、一時保存メモリ233に出力する。この一時保存メモリ233は、画像演算プロセッサ232から出力された画像データを加工するために一時的に保存する役目を果たしている。
【0077】
次いで画像演算プロセッサ232は、一時保存メモリ233から画像データを読み出し、導電パターン21AからのCCD14の横方向の水平面に対する角度(鏡筒2Rの回転基準位置からの軸部20を回転中心として回転された回転角度)に関する信号に基づき画像14Aの切り出し処理を行う。この切り出し処理によって得られた画像14Aの画像データは、画像メモリ26に記憶される。
【0078】
伸張補間処理を行う場合には、切り出し処理を行った後、画像14Aの画像データを再び一時保存メモリ233に記憶し、画像演算プロセッサ232で伸張補間処理を行った後、画像メモリ26に記憶する。
【0079】
CCD14とアナログ信号処理部231とは、タイミング発生器234により画像データの転送のタイミングが計られている。
【0080】
なお、画像演算プロセッサ232から画像メモリ26に画像データを記憶するときに、画像データを圧縮処理してから保存してもよい。また、画像14Aの切り出し処理や伸張補間処理を行う際に、実時間で画像の切り出しや伸張補間処理をすることが可能なシステムを採用した場合には、一時保存メモリ233を用いることなく直接画像メモリ26に記憶することができる。
【0081】
一方、上記の方法により、画角切り出し処理や伸張補間処理を行う場合に、画素数の多いいわゆる高画素のCCDを採用すると、画素数の増加に伴ってその演算速度が遅くなり、また、一時保存メモリ233に大きな記憶容量が要求される。そのため、CCD14の画像データをパソコン等の外部の演算手段に転送して、これらの処理を行う手段を採ることもできる。この場合、外部の演算手段が画像補正手段を有するものとする。外部の演算手段が処理に必要なデータは、CCD14の出力の水平方向の画素数、垂直方向の画素数、ならびに鏡筒2Rの軸部20の周りの回転角度に関するデータ等である。外部の演算手段では、これらのデータに基づいて、画像の切り出し処理や伸張補完処理を行う。
【0082】
なお、デジタルカメラの技術においては、一般に採用されている画像データフォーマットは、画像データの他に、例えば、シャッタスピードや絞りのデータ等の画像に関する様々なデータを記録するために、ファイル内にこれらのデータを同時に保存する仕組みが備えられている。
【0083】
そこで、この仕組みと同じように、鏡筒2Rの回転基準位置からの回転角度(CCD14の横方向が水平面に対して傾いている角度)に関するデータも付随情報としてファイル内に埋め込むことが可能である。
【0084】
CCD14で撮像された画像に対して、回転した画像を得る手段としては、上述した切り出し処理による方法の他に、CCD14で撮像された画像を回転処理する方法がある。この回転処理は、例えば次のように行う。CCD14で撮像された画像の各画素について、画素の位置を、撮像面の中心を回転中心にして、導電パターン21Aから出力される信号に対応した角度(鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を中心として回転させられた角度)だけ回転させたときの位置に変換する補正を行う。そして、この回転処理された画像データをモニタ表示画面に表示するための補正された画像データとするものである。
【0085】
回転処理された画像データをそのままモニタ表示画面に表示すると、画像データのない部分がモニタ表示画面に形成されてしまうことがある。つまり、画像が回転処理されると、撮像エリアの外周と回転処理された後の画像の外周との間に画像データがない部分が生じ、この部分が、モニタ表示画面に表示されてしまうことになる。
【0086】
そのため、回転処理された後の画像に、四角形の画像エリアを設定し、このエリア内の画像データをモニタ表示画面に表示するための、補正された画像データとしてもよい。この四角形の画像エリアの横方向は、CCD14の横方向に対して、導電パターン21Aから出力される信号に対応した角度を有するように設定される。つまり、四角形の画像エリアの画像は、CCD14で撮像された画像に対して、鏡筒2Rが回転基準位置から軸部20を回転中心にして回転された角度だけ回転した画像となっている。
【0087】
回転処理された画像データをそのままモニタ表示画面側に送り、モニタ表示画面側で、モニタ表示画面の横方向に平行な辺を有する四角形の画像エリアを設定し、この画像エリアの画像だけをモニタ表示画面に表示するようにしてもよい。
【0088】
ところで、観察光路Rの光路外に退避した位置に在る撮像ユニット13の前方には、鏡筒2Rの内側に、正立光学系3Rbと撮像ユニット13とにより囲われた空間28が形成される。この空間28内に双眼鏡装置1の電源となる電池29が配設される。
【0089】
また、鏡筒2Lの内側には、正立光学系3Lbとの間に空間30が形成されている。この空間30内に画像演算処理装置23が実装されるプリント基板31、画像メモリ26が実装されるプリント基板32および制御回路32が配設される。この制御回路33は、CCD14や画像演算処理装置23などといった双眼鏡装置1の動作を制御している。
【0090】
なお、撮像手段としては、本実施の形態で示したCCD14以外にC−MOS(相補金属酸化半導体)を用いることができる。
【0091】
次に図12および図13を参照しながら、本発明の第2の実施の形態の双眼鏡装置について説明する。なお、この第2の実施の形態の双眼鏡装置は、回転検出手段のみが、異なり、他の構成は、第1の実施の形態と同様となっている。このため、そう回転角度検出手段についてのみその構成を説明する。その他の構成は、省略または簡略化することとする。
【0092】
この回転角検出手段は、十字の基準線34Aを有する指標板34と、導電パターン35と、接触子36とから構成される。指標板34は、鏡筒2Lに支持されている回転筒37に保持されている。この回転筒37は、この回転筒37の中心と光軸XLとが一致していて、鏡筒2Lに対して光軸XLの周りに後述する回転つまみ37Aの操作によって回転できるようになっている。さらに導電パターン35は、回転筒37の側面に設けられている。
【0093】
接触子36は、一端が鏡筒2Lに固定され、他端が導電パターン35に摺動できるように接している。回転筒37を上方から見た図13から判るように、回転筒37が回転されると、導電パターン35と接触子36は、上述の導電パターン21Aと接触子22と同じように、回転位置に応じて接触パターンが異なるようになっている。
【0094】
指標板34は、双眼鏡装置1が水平な状態で、鏡筒2Rが回転基準位置に在るときに、回転筒37を時計回り(観察者側から観て)に回し切った状態となる。そして、そのときに、基準線34Aである十字線の縦線と横線が、それぞれ水平面および鉛直面に平行になるように回転筒37に保持されている。
【0095】
鏡筒2Rと鏡筒2Lの間隔を観察者の両眼の間隔に合わせるために、双眼鏡装置1を水平にした状態を保ちながら、鏡筒2Rを軸部20の周りに回転させると、指標板34は、その位置を維持しつつ見た目上は軸部20の周りに回転する。そして、基準線34Aは、鏡筒2Rが軸部20の周りに軸部20に対して相対的に回転した回転角度の半分の角度だけ水平面に対して傾く。
【0096】
水平面に対して傾いた基準線34Aが水平面および鉛直面に平行になるように、回転筒37を回転させる。回転筒37には回転つまみ37Aが備えられている。この回転つまみ37Aは、鏡筒2Lの外側から操作できるようになっていて、回転つまみ37Aを回転操作することにより、回転筒37を回転することができるようになっている。
【0097】
回転つまみ37Aを回転操作して回転筒37を回転させると、回転筒37の周りに備えられた導電パターン35と接触子36の接触位置が変位する。そして、導電パターン35からは、水平面および鉛直面に対して傾いた基準線34Aが水平面および鉛直面に平行になるまで回転筒37を回転させた角度に対応した信号が出力される。
【0098】
回転筒37を回転させた角度は、CCD14の横方向が水平面に対して傾いている角度と等しい。画像演算プロセッサ232において、この信号に基づいて、画像14Aの切り出し処理を行う。この画像14Aの画像データが、モニタ表示画面に表示される補正された画像データとなる。もちろん、導電パターン35からの信号に基づいて、画像の回転処理を行い、この処理によって補正された画像データを、モニタ表示画面に画像を表示するための画像データとしてもよい。
【0099】
なお、撮影された画像の枚数は液晶表示部38に表示される。またモードボタン39は、室内撮影や屋外撮影等の撮影モードの切り替えボタンである。
【0100】
以上説明した各実施の形態において、接触子22および接触子36が、エンコーダの信号入力側に設定され、導電パターン21Aおよび導電パターン35が信号出力側に設定されている。しかし、導電パターン21Aおよび導電パターン35を信号入力側とし、接触子22および接触子36を信号出力側として構成してもよい。
【0101】
また、鏡筒2Rと鏡筒2Lの回転位置をクリック機構により、特定の回転位置に位置決めされる構造とし、この位置決めされる位置で、鏡筒2Rと鏡筒2Lの回転基準位置からの回転角度を検出するようにしてもよい。このようにすると、検出された角度と、鏡筒2Rと鏡筒2Lの回転基準位置からの実際の回転角度とが一致する。そのため、切り出し処理された画像14Aあるいは回転処理された画像が表示されるモニタ表示画面の画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向とが常に平行となる画像を鑑賞することができる。
【0102】
また、回転角検出手段をボリューム等で構成し、鏡筒2Rの回転角度を連続的にアナログ的に検出するようにすれば、切り出し処理された画像14Aあるいは回転処理された画像が表示されるモニタ表示画面の画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向とが常に平行となる画像を鑑賞することができる。
【0103】
また、接触子22は、上記第1の実施の形態においては、鏡筒2Rに取り付けられているが、鏡筒2Lに取り付けてもよい。また、指標板34、導電パターン35、接触子36および回転筒37についても、上記実施の形態においては鏡筒2Lの側に備えているが、これらを鏡筒2Rの側に備えてもよい。
【0104】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、撮像素子を備える観察光学系が軸の周りに回転しても、切り出し処理された画像は、画像の中の水平方向が水平面に対して傾く角度は、観察光学系が回転した角度に比べて小さくすることができる。そのため、この画像をモニタ表示装置に表示したときにも、表示画像の水平方向とモニタ表示画面の横方向との傾きを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の外観を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の内部の構造を示す平面である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の撮像手段の動作を説明するための内部構成側面図で、撮像ユニットが観察光学系Rから(光軸XR)から退避した状態を示す図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の撮像手段の動作を説明するための内部構成側面図で、撮像ユニットが観察光学系Rから(光軸XR)に入り込み、第1結像面位置にCCDが挿入された状態を示す図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の撮像手段の動作を説明するための後方から見た図で、撮像ユニットが、観察光学系Rから(光軸XR)退避した状態を示す図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の撮像手段の動作を説明するための後方から見た図で、撮像ユニットが観察光学系Rから(光軸XR)に入り込み、第1結像面位置にCCDが挿入された状態を示す図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の鏡筒を回転させた状態を示す図で、後方から見た図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の回転角検出手段を示す図で、後方から見た図である。
【図9】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の導電パターン部を示す図である。
【図10】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の画像データの補正方法を説明するための図である。
【図11】本発明の第1の実施の形態に係る双眼鏡装置の画像データの補正を行う画像演算処理装置の構造を示す図である。
【図12】本発明の第2の実施の形態に係る双眼鏡装置の回転角検出手段を示す図で、要部を後方から見た図である。
【図13】本発明の第2の実施の形態に係る双眼鏡装置の回転角検出手段を上方から見た平面図である。
【符号の説明】
1 双眼鏡装置
R 観察光学系3Rの観察光路(光路)
L 観察光学系3Lの観察光路(光路)
3R 右側の観察光学系
3L 左側の観察光学系
14 CCD(撮像素子)
20 軸部 (軸)
21A 導電パターン
22 接触子
232 画像演算プロセッサ(画像補正手段)
34 指標体
35 導電パターン
36 接触子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a binocular device. More specifically, the present invention relates to a binocular device having a built-in imaging unit for capturing observation light captured by an observation optical system of the binocular device.
[0002]
[Prior art]
When observing an observation target such as a distant scenery or a building with a binocular device, there is a case where it is desired to record the observation target as an image. As a binocular device satisfying such a demand, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-64740) or Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-12851) discloses a binocular device having an imaging function. Have been.
[0003]
The binocular device having the imaging function is configured such that observation light at a first imaging plane position of one observation optical system is captured by an imaging element.
[0004]
In addition, the binocular device holds a pair of left and right observation optical systems rotatably around a shaft disposed in the middle of these optical systems. By rotating the observation optical system around the axis, the distance between the left and right observation optical systems can be changed. For this reason, a person (observer) using the binocular device can rotate the observation optical system around the axis to adjust the distance between the left and right observation optical systems to the distance between both eyes.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-64740 (FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laying-Open No. 11-112852 (FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a binocular device equipped with an image sensor, when the observation optical system is rotated around the axis, the image sensor also rotates around the axis together with the observation optical system, and is moved in the lateral direction of the image sensor (upper side of the image sensor). Direction parallel to the lower side) is inclined with respect to the horizontal plane. Therefore, when the image of the observation object captured by the image sensor is reproduced on the monitor display screen as it is, the horizontal direction of the displayed image is the horizontal direction of the monitor display screen (the direction parallel to the upper side and the lower side of the monitor display screen). This results in an image with a sense of incongruity that is inclined with respect to.
[0007]
In view of this, the present invention provides a liquid crystal display device in which, when the observation optical system is rotated around an axis and an image is captured in a state where the lateral direction of the image sensor is inclined with respect to a horizontal plane, the horizontal direction of an image displayed on a monitor display screen is reduced. It is an object of the present invention to provide a binocular device that corrects image data of an image sensor so that a tilt between a direction and a horizontal direction of a monitor display screen is reduced.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the binocular device according to the first aspect, the left and right observation optical systems are relatively rotatable about an axis parallel to the optical axis of these observation optical systems, and at least one of the observation optical systems captures observation light. In a binocular device including an image sensor, a rotation angle detecting unit that detects a rotation angle of one observation optical system including the image sensor from a rotation reference position, and an image correcting unit that corrects image data of an image captured by the image sensor And correcting the image data by converting an image based on the corrected image data into an image obtained by rotating the image captured by the image sensor by the rotation angle detected by the rotation angle detecting unit. It is characterized by being. By configuring the binocular device in this way, the angle of inclination of the horizontal direction of the image of the monitor display screen displayed based on the corrected image data with respect to the horizontal plane, the rotation angle from the rotation reference position of the observation optical system It can be made smaller than. That is, even when the observation optical system is rotated around the axis and the image sensor is inclined, the inclination between the horizontal direction of the image displayed on the monitor display screen and the horizontal direction of the monitor display screen is reduced. Can be.
[0009]
3. The binocular device according to
[0010]
In the binocular device according to the third aspect, for the image correction unit, the correction of the image data is a rotation process of an image that rotates an image captured by the imaging element by an angle of the rotation angle detected by the rotation angle detection unit. It is characterized by the following. By configuring the binocular device in this manner, the angle of inclination of the horizontal direction of the image on the monitor display screen displayed based on the image data of the image subjected to the rotation processing with respect to the horizontal plane, from the rotation reference position of the observation optical system Can be made smaller than the rotation angle of. That is, even when the observation optical system is rotated around the axis and the image sensor is inclined, the inclination between the horizontal direction of the image displayed on the monitor display screen and the horizontal direction of the monitor display screen is reduced. Can be.
[0011]
The binocular device according to a fourth aspect is characterized in that the rotation angle detecting means is an encoder. By configuring the binocular device in this manner, the rotation angle can be detected with a simple configuration.
[0012]
The binocular device according to
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the binocular device, wherein the rotation angle detecting means is rotatably provided around one of the left and right observation optical systems with the optical axis as a rotation axis, and is rotated according to the rotation of the reference body. And an encoder provided on the side of the lens barrel holding the observation optical system provided with the indicator and having a contact for contacting the conductive pattern portion. By configuring the binocular device in this manner, by rotating the indicator, the rotation angle of the observation optical system including the image sensor from the rotation reference position can be detected.
[0014]
In the binocular device according to the seventh aspect, the left and right observation optical systems are relatively rotatable around an axis parallel to the optical axis of these observation optical systems, and at least one of the observation optical systems captures observation light. In a binocular device including an image sensor, when the image sensor rotates with respect to a horizontal plane, a process of receiving a signal that detects the rotation and cutting out an image surrounded by a frame parallel to the horizontal plane from an image captured by the image sensor. And an image correcting means for performing By configuring the binocular device in this way, even if the observation optical system including the imaging element rotates around the axis, the image that has been cut out is such that the horizontal direction in the image is horizontal with respect to the horizontal plane. I have. Therefore, even when this image is displayed on the monitor display device, the horizontal direction of the display image and the horizontal direction of the monitor display screen are parallel.
[0015]
According to a binocular device according to an eighth aspect, in the binocular device according to any one of the first to seventh aspects, the imaging unit includes: a first imaging plane position of one observation optical system; It is characterized by being displaced from the optical path of the optical system to a retracted position retracted. By configuring the binoculars in this manner, the observation optical system can be used for both imaging and observation in which the observer directly observes the observation target.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 12 and 13 show a second embodiment of the present invention. First, a binocular device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0017]
FIG. 1 shows an appearance of a binocular device 1 according to a first embodiment of the present invention. 2 to 11 show the internal structure of the binocular device 1.
[0018]
In the following description, the observation object side of the binoculars apparatus 1 is referred to as the front, and the observer side is referred to as the rear. Then, the description will be made assuming that the right hand side is the right side and the left hand side is the left side when viewing the front from the rear. That is, in FIGS. 1 to 4, the left direction in the drawing is the front, and the right direction is the rear. 5 to 8, the binocular device 1 is depicted as a view from the rear side.
[0019]
The binocular device 1 has an outer shell formed by a
[0020]
The observation
[0021]
Observation light from an observation object existing in front of the binoculars apparatus 1 is incident on the left and right objective optical systems 3Ra and 3La, respectively, passes through the erecting optical systems 3Rb and 3Lb, and is emitted from the eyepiece optical systems 3Rc and 3Lc. When the observer looks into the eyepiece optical systems 3Rc and 3Lc with the left and right pupils, respectively, the observer can perform binocular observation of the observation target.
[0022]
The observation light that has entered the objective optical system 3Ra once forms an image on the first imaging plane position Ma located between the erecting optical system 3Rb and the eyepiece optical system 3Rc, and the observation light that has entered the other objective optical system 3La. Light also forms an image once on the first image plane position Mb located between the erecting optical system 3Lb and the eyepiece optical system 3Lc. The observation light focused on the first imaging plane positions Ma and Mb passes through the eyepiece optical systems 3Rc and 3Lc and exits backward. The focal positions of the eyepiece optical systems 3Rc and 3Lc serving as convex lenses are made to coincide with the first imaging plane positions Ma and Mb, respectively. Therefore, the observer observes the observation light focused on the first image plane positions Ma and Mb by enlarging the observation light with the eyepiece optical systems 3Rc and 3Lc.
[0023]
The erecting optical systems 3Rb and 3Lb serve to form an image that is inverted left and right and up and down by the objective optical systems 3Ra and 3La in an upright state at the first imaging plane positions Ma and Mb. . For example, it is configured by combining a Porro prism that inverts an image upside down and a Porro prism that inverts an image left and right.
[0024]
Here, the optical axis of the observation
[0025]
When the
[0026]
The focus adjustment device 4 includes the above-described
[0027]
On the front surface of the
[0028]
The right side of the objective optical
[0029]
The binoculars apparatus 1 includes an imaging unit 13 that captures observation light that forms an image at a first imaging plane position Ma of the observation
[0030]
A
[0031]
FIG. 3 shows a state where the
[0032]
On the other hand, FIG. 4 shows a state where the
[0033]
A
[0034]
The engagement between the
[0035]
To change the imaging unit 13 from the state shown in FIG. 3 to the state shown in FIG. 4, the
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
The normal usage is that the binocular device 1 is used substantially horizontally. Therefore, the description of the present embodiment describes a case where the binocular device 1 is in a horizontal state.
[0039]
For example, although the state of the solid line and the dotted line in FIG. 7 described above is depicted in the drawing (apparently), the
[0040]
With the binocular device 1 kept horizontal, the
[0041]
In the following description, when the binocular device 1 is in a horizontal state, a rotation position about the
[0042]
As shown in FIG. 8, a semi-cylindrical
[0043]
The
[0044]
A
[0045]
The
[0046]
The length of each of the
[0047]
When the
[0048]
As the
[0049]
In the present embodiment, the
[0050]
Note that the angle at which the
[0051]
When the
[0052]
When the image data of the captured image is reproduced on the monitor display screen as it is when the horizontal direction of the
[0053]
Therefore, the image
[0054]
The clipping process of the
[0055]
First, a virtual line T connecting the center M of the imaging surface of the CCD 14 (the intersection of the diagonal line of the imaging surface) and the
[0056]
The pixel A at the position where the virtual line T intersects the left side of the imaging surface of the
[0057]
In this embodiment, the rotation of the virtual line T is performed by adopting the following method. That is, when the signal from the
[0058]
The signal when the contact pattern is from θ1 to θ7 is output as a signal indicating the rotation angle at which the
[0059]
Therefore, for example, when the
[0060]
When the
[0061]
Similarly, when the contact pattern is θ3 (when the above-described 4-bit signal is “1101”), the virtual line T is 14 degrees, and when the contact pattern is θ4 (when the above-mentioned 4-bit signal is “1100”). ), The virtual line T is 18 degrees, when the contact pattern is θ5 (when the 4-bit signal is “1011”), the virtual line T is 22 degrees, and when the contact pattern is θ6 (the 4-bit When the signal is “1010”, the virtual line T is rotated by 26 degrees, and when the contact pattern is θ7 (when the 4-bit signal is “1001”), the virtual line T is rotated by 30 degrees.
[0062]
As described above, in the
[0063]
The reason why the rotation angle of the imaginary line T is set to half of the angle at which the
[0064]
As described above, when the
[0065]
In the above-described example, the
[0066]
In the present embodiment, since the rotation position of the
[0067]
Therefore, when the
[0068]
That is, the difference from the actual horizontal plane is 2 degrees or 4 degrees, and does not appear as a large difference. That is, when the actual rotation angle from the rotation reference position about the
[0069]
When the actual rotation angle from the rotation reference position about the
[0070]
The subsequent rotation range of the
[0071]
The rotation pattern from the rotation reference position of the
[0072]
The image data corrected by the
[0073]
The aspect ratio of the
[0074]
Next, processing of image data in the image
[0075]
The image data output from the
[0076]
The
[0077]
Next, the
[0078]
In the case of performing the expansion interpolation processing, after the clipping processing is performed, the image data of the
[0079]
The timing of image data transfer between the
[0080]
When the image data is stored in the
[0081]
On the other hand, when the angle of view clipping process or the expansion interpolation process is performed by the above-described method, if a so-called high-pixel CCD having a large number of pixels is employed, the calculation speed is reduced as the number of pixels increases, and The
[0082]
In the digital camera technology, generally adopted image data formats include, in addition to image data, various files related to images such as shutter speed and aperture data, for example, in a file. There is a mechanism to save the data at the same time.
[0083]
Therefore, similarly to this mechanism, data relating to the rotation angle of the
[0084]
As a means for obtaining a rotated image with respect to the image captured by the
[0085]
If the rotated image data is displayed on the monitor display screen as it is, a portion without image data may be formed on the monitor display screen. That is, when the image is rotated, there is a portion where no image data exists between the outer periphery of the imaging area and the outer periphery of the image after the rotation process, and this portion is displayed on the monitor display screen. Become.
[0086]
Therefore, a rectangular image area may be set in the image after the rotation processing, and the image data in this area may be used as corrected image data for displaying on the monitor display screen. The horizontal direction of the rectangular image area is set to have an angle with respect to the horizontal direction of the
[0087]
The rotated image data is sent to the monitor display screen as it is, and a square image area having sides parallel to the horizontal direction of the monitor display screen is set on the monitor display screen, and only the image in this image area is displayed on the monitor. You may make it display on a screen.
[0088]
By the way, a
[0089]
A
[0090]
In addition, as the imaging means, a C-MOS (complementary metal oxide semiconductor) can be used in addition to the
[0091]
Next, a binocular device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the binocular device of the second embodiment is different only in the rotation detecting means, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. Therefore, only the configuration of the rotation angle detecting means will be described. Other configurations are omitted or simplified.
[0092]
The rotation angle detecting means includes an
[0093]
The
[0094]
When the binocular device 1 is in a horizontal state and the
[0095]
In order to adjust the distance between the
[0096]
The
[0097]
When the
[0098]
The angle at which the
[0099]
Note that the number of captured images is displayed on the liquid
[0100]
In each of the embodiments described above, the
[0101]
Further, the rotation positions of the
[0102]
If the rotation angle detection means is constituted by a volume or the like and the rotation angle of the
[0103]
The
[0104]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when the observation optical system including the imaging element rotates around the axis, the image subjected to the cutout processing is such that the horizontal direction in the image is inclined at an angle with respect to the horizontal plane, The angle can be made smaller than the angle at which the observation optical system is rotated. Therefore, even when this image is displayed on the monitor display device, the inclination between the horizontal direction of the display image and the horizontal direction of the monitor display screen can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an appearance of a binocular device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an internal structure of the binocular device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view of an internal configuration for explaining an operation of an image pickup unit of the binocular device according to the first embodiment of the present invention, in which an image pickup unit is retracted from an observation optical system R (optical axis XR). FIG.
FIG. 4 is a side view of an internal configuration for explaining an operation of an imaging unit of the binocular device according to the first embodiment of the present invention, in which an imaging unit enters (optical axis XR) from an observation optical system R; FIG. 3 is a diagram showing a state where a CCD is inserted at one image plane position.
FIG. 5 is a view seen from the rear for explaining the operation of the imaging means of the binocular device according to the first embodiment of the present invention, in which the imaging unit has retreated from the observation optical system R (optical axis XR). It is a figure showing a state.
FIG. 6 is a view seen from behind for explaining the operation of the imaging means of the binocular device according to the first embodiment of the present invention, in which the imaging unit enters the optical axis XR from the observation optical system R; FIG. 3 is a diagram showing a state where a CCD is inserted at a first image plane position.
FIG. 7 is a view showing a state in which a lens barrel of the binocular device according to the first embodiment of the present invention is rotated, as viewed from the rear.
FIG. 8 is a diagram showing a rotation angle detecting unit of the binocular device according to the first embodiment of the present invention, as viewed from behind.
FIG. 9 is a diagram showing a conductive pattern portion of the binocular device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of correcting image data of the binocular device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a structure of an image processing unit that corrects image data of the binocular device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a rotation angle detecting unit of the binocular device according to the second embodiment of the present invention, and is a diagram in which a main part is viewed from behind.
FIG. 13 is a plan view of a rotation angle detection unit of a binocular device according to a second embodiment of the present invention as viewed from above.
[Explanation of symbols]
1 Binocular device
R Observation optical path (optical path) of observation
L Observation optical path (optical path) of observation
3R Right observation optical system
3L Observation optical system on the left
14. CCD (image sensor)
20 Shaft (shaft)
21A conductive pattern
22 contacts
232 Image operation processor (image correction means)
34 Indicator body
35 Conductive pattern
36 contacts
Claims (8)
上記撮像素子を備える上記一方の観察光学系の回転基準位置からの回転角度を検出する回転角検出手段と、
上記撮像素子で撮影された画像の画像データを補正する画像補正手段とを備え、
上記画像データの補正は、補正後の画像データに基づく画像が、上記撮像素子で撮像された画像に対して、上記回転角検出手段により検出された回転角の角度だけ回転した画像となる処理であることを特徴とする双眼鏡装置。The left and right observation optical systems are relatively rotatable around an axis parallel to the optical axis of these observation optical systems, and in a binocular device including an imaging element that captures observation light in at least one observation optical system,
Rotation angle detection means for detecting a rotation angle from a rotation reference position of the one observation optical system including the imaging element,
Image correction means for correcting the image data of the image captured by the image sensor,
The correction of the image data is a process in which an image based on the corrected image data is an image obtained by rotating the image captured by the image sensor by an angle of the rotation angle detected by the rotation angle detection unit. A binocular device characterized by the following.
この指標体の回転に従って回転する導電パターン部と前記指標体が備えられる観察光学系を保持する鏡筒の側に備えられ前記導電パターン部に接触する接触子を有するエンコーダと
を備えることを特徴とする請求項1または請求項3のいずれか1項に記載の双眼鏡装置。The rotation angle detection means, an index body rotatably provided with an optical axis as a rotation axis in one of the optical paths of the left and right observation optical system,
It is characterized by comprising a conductive pattern portion that rotates according to the rotation of the indicator, and an encoder that is provided on the side of a lens barrel that holds an observation optical system provided with the indicator and that has a contact that contacts the conductive pattern. The binocular device according to claim 1, wherein
上記撮像素子が水平面に対して回転したとき、その回動を検知した信号を受け上記撮像素子で撮像された画像から前記水平面と平行な枠で囲まれた画像を切り出す処理を行う画像補正手段を有してなることを特徴とする双眼鏡装置。The left and right observation optical systems are relatively rotatable around an axis parallel to the optical axis of these observation optical systems, and in a binocular device including an imaging element that captures observation light in at least one observation optical system,
When the image sensor rotates with respect to a horizontal plane, image correction means for receiving a signal that detects the rotation and performing processing of cutting out an image surrounded by a frame parallel to the horizontal plane from an image captured by the image sensor. A binocular device characterized by having.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002362704A JP2004191861A (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Binoculars system |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102014119580A1 (en) | 2014-12-23 | 2016-06-23 | Carl Zeiss Sports Optics Gmbh | Digital optical device with articulated bridge |
-
2002
- 2002-12-13 JP JP2002362704A patent/JP2004191861A/en active Pending
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EP3037863A1 (en) | 2014-12-23 | 2016-06-29 | Carl Zeiss Sports Optics GmbH | Digital optical device with folding bridge design |
US9691154B2 (en) | 2014-12-23 | 2017-06-27 | Carl Zeiss Sports Optics Gmbh | Digital optical instrument having a folding bridge |
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